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1、WORD格式整理版实验八一 旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数1. 简述旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数的实验 原理。答：蔗糖在水中转化为葡萄糖与果糖，其反应为：Cl2 H 22O11 （蔗糖片 H 2OH。6日12。6 （葡萄糖）+。6日12。6（果糖）由于水是大量存在的，H是催化剂，反应中它们 浓度基本不变，因此蔗糖在酸性溶液中的转化反应是 准一级反应。In c = In Co -kt由一级反应的积分方程可知，在不同时间测定反应物 的相应浓度，并以Inc对t作图，可得一直线，由直 线斜率可得k。然而反应是不断进行的，要快速分析 出反应物的浓度是困难的。但蔗糖及其转化产物，都 具有旋光性，而且
2、它们的旋光能力不同，故可以利用 体系在反应进程中旋光度的变化来度量反应的进程。溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的旋光能 力、溶剂性质、溶液浓度、样品管长度及温度等均有 关，当其他条件均固定时，a=Bc。物质的旋光能力用比旋光度来度量：'：Do L亠I -Ca入片589nm I为样品管长度（dm）, ca为浓度（g/IOOml）蔗糖是右旋性物质，其'> DO L66.6，葡萄糖是右旋 性物质，其'：D0 2.5，果糖是左旋性物质,其:DO L- 91.9 , 因此随着反应的进行反应体系的旋光度由右旋变为左 旋。C12H22O11 蔗糖 H2OH > C6H12
3、O6 葡萄糖 C6H12O6 果糖t =0Co00t =tC = Co -xxxt r> 0TC0 C0t =0时：0 =反C0t =t 时：-1=:反c -:生 c° - c =c ：0-一：C0反生八 0 _ -：t -:时:-生C0C二"反生: , ： t -带入In c二 In c0-kt 得：ln : t - ： : = ln ： 0- kt在某一温度下测出反应体系不同反应时刻t时的at及以 叱-对t作图可得一直线，从直线 斜率即可求得反应速率常数k,半衰期小2 k。2. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，如果所用蔗糖不纯，对实验有何影响？答：本实验
4、通过旋光度的测定来测蔗糖反应速率，蔗 糖是右旋性物质，其l： D0 66.6，葡萄糖是右旋性物质， 其需J=52.5 果糖是左旋性物质，其 磴L-91.9。，因此 随着反应的进行反应体系的旋光度由右旋变为左旋。 若蔗糖不纯，所含杂质如果无旋光性对实验无影响， 如果具有一定的旋光性会影响实验旋光度的测量，使 实验结果不准确。3. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中， 测 旋光度时不作零点校正，对实验结果有无影响？ 答：无影响，本实验中，所测的旋光度 at可以不校 正零点，因a t- a-，已将系统的零点误差消除掉。4. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，蔗糖水解实验中配制溶液为何可
5、用台称称量？答：蔗糖初始浓度对于数据影响不大。速率常数 K与 温度和催化剂的浓度有关，实验测定反应速率常数k, 以ln( a t- a)对t作图，由所得直线的斜率求出反应 速率常数k，与初始浓度无关，蔗糖的称取本不需要 非常精确，用台称称量即可。5. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，测出的旋光度与光源的波长，旋光管的长短、温度和溶液浓度有关吗？答：物质的旋光能力用比旋光度来度量：栏。=古,可见溶液的旋光度与溶液中所含物质的旋l Ca ?光能力、溶液性质、溶液浓度、光源的波长、样品管长度及温度等均有关系。6. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中， 测 出速率常数与温度、溶液浓度、
6、催化剂浓度和反应时 间的长短有关吗？答：蔗糖转化反应的速率常数与温度、催化剂浓度有 关，与溶液浓度、反应时间的长短无关。7. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中， 在混合蔗糖溶液和HCI液时，我们将HCI液加到蔗糖 溶液里去，可以反过来混合吗？答：不能，因为H是催化剂，将反应物蔗糖加入到大 量HCI溶液时，H+浓度很大，一旦加入则马上会分解 产生果糖和葡萄糖，则在开始测量时，已经有大部分 蔗糖产生了反应，记录t时刻对应的旋光度已经不再 准确。反之，将HCL溶液加到蔗糖溶液中去，由于 H+ 的浓度小，反应速率小，计时之前所进行的反应的量很小。8. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，
7、 开 始时旋光度在单位时间内变化较快，随看时间的延长， 旋光度在单位时间内变化愈来愈小，是否可得出这样 的结论，即反应速率常数和反应速率随着时间的延长 愈来愈小。答：不能，反应速率常数与反应时间无关，只与温度、 催化剂浓度有关，反应速率是随着时间的延长愈来愈 小。在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中， 反应速率常数是以Ln (a 0- a-)对t作图得一直线，从 直线斜率求得反应速率常数ko。9. 蔗糖的转化速率常数和哪些因素有关？答：温度、催化剂的浓度及催化剂的种类有关。10. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中， 用蒸馏水来校正旋光仪的零点，试问在蔗糖转化反应 过程中所测定的旋光
8、度t是否必须要进行零点校正？ 答：因为蒸馏水无旋光性，故可用纯蒸馏水作零点校正。在蔗糖转化反应过程中所测定的旋光度 -可以不 进行零点校，因反应速率常数是以 Ln (a o- a-)对t 作图得一直线，从直线斜率求得反应速率常数 ko, a t- a -可将系统的零点误差消除掉。11. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，物质的比旋光度与光源的波长，旋光管的长短、温度和 溶液浓度有关吗？答：物质的旋光能力用比旋光度来度量:I：. 2。100D l 6比旋光度是物质本身的性质，仅与光源的波长和温度 有关，而与旋光管的长短和溶液浓度无关。12. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中， 测
9、定t和 '是否要用同一根旋光管，为什么？答：物质的旋光能力用比旋光度来度量:. 20 | - 100D l Ca由上式公式可知，溶液的旋光度与溶液中所含旋光物 质的旋光能力、溶剂性质、溶液浓度、样品管长度及 温度等均有关，当其他条件均固定时，溶液的旋光度 才与浓度成正比关系，a=Bc。13. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，如何测量答：将混合液的一半放入 50-60C的恒温水浴中恒温 40mi n,取出冷至实验温度下测定其旋光度，在 10-15 min内读取5-7个数据，如在测量误差范围内，则取 其平均值，即为值。14. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中， 测量时，溶
10、液没有冷至实验温度下就测定其旋光 度，对结果有无影响？答：有影响，因为溶液的旋光度与温度有关。物质的旋光能力用比旋光度来度量：D0100，由上式公式l Ca 可知，溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的旋光能力、溶剂性质、溶液浓度、样品管长度及温度等均有关，当其他条件均固定时，溶液的旋光度才与浓度成 正比关系， a = Be。15. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中, 如何判断测量溶液的旋光度即为?答：将混合液的一半放入 50-60C的恒温水浴中恒温 40mi n,取出冷至实验温度下测定其旋光度，在10-15min内读取5-7个数据，如在测量误差范围内，则取 其平均值，即为值。16. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，何时开始计时？为什么？答：分别取50mL蔗糖水溶液和50 mL 4mol 1 HCL溶 液于两个100mL锥形瓶中，并浸入恒温槽使恒温到实 验的温度。然后将HCI溶液全部倒入蔗糖溶液锥形瓶 中（两瓶来回倒几次，使两者混合均匀），同时记下时 间。因为In: = In加kt成立的前提是t=0时，产 物浓度为零。17. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中， 实验结束后，能否直接将旋光收起来？ 答：不能，实验结束时，应将旋光管洗净干燥，防止 酸对旋光管的腐蚀。专业学习参考资料